钱巨林，张斌，肖惠民，于昊楠，肖志怀

伞式轴流式机组下机架动力学特性分析

钱巨林1，张斌1，肖惠民*,2,3，于昊楠2,3，肖志怀2,3

（1.国网新源水电有限公司富春江水力发电厂，浙江 桐庐 311504；2. 武汉大学 动力与机械学院，湖北 武汉 430072；3.水力机械过渡过程教育部重点实验室，湖北 武汉 430072）

水轮发电机组下机架为承重机架，对机组调心及稳定起着至关重要的作用。建立了某伞式轴流机组下机架的动力学分析模型，利用有限元方法依次计算分析了下机架的挠度、固有频率、振型和谐波响应等动力学特性。下机架最大轴向挠度计算值为1.115 mm，与顶转子试验测得的下机架挠度值接近，说明所建立的模型和采用的计算方法是可靠的。最大轴向挠度值表明下机架变形在安全范围内，刚强度有较大的安全裕量。计算了下机架的前六阶固有频率，分析表明固有频率与引起下机架振动的低阶频率（转频）及叶片通过频率不相重叠，机组正常运行时下机架是安全的。谐波响应分析显示激励频率为17 Hz、41 Hz时，下机架振动的幅值显著增大，与模态分析结果相一致。

下机架；动力学特性；挠度；模态；谐波响应

随着水轮发电机组朝着大尺寸、高转速和大功率方向发展，机组稳定性问题也日益突出。国内外一些大型、巨型电站均出现了不同程度的振动，个别甚至十分严重。稳定性问题极大地影响了机组的安全运行，降低了水电厂的经济效益，同时也给电网带来了不稳定因素。

水轮发电机组是一种复杂旋转机械，其稳定性的测试、仿真和分析都属于转子动力学研究的范畴。……